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基于结构应力的海底管道悬跨段涡激振动的焊缝疲劳研究
1
作者
张龙
赵天奉
戴琳琳
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期1922-1930,共9页
针对涡激响应条件下海底悬跨管道传统焊接疲劳的局限性,本文根据实际海洋工况条件,建立全尺寸海底悬跨管道含焊缝的“Beam-shell”有限元耦合模型,并将网格不敏感的结构应力法与涡激振动理论模型相结合,对相关的疲劳寿命公式拓展,提出...
针对涡激响应条件下海底悬跨管道传统焊接疲劳的局限性,本文根据实际海洋工况条件,建立全尺寸海底悬跨管道含焊缝的“Beam-shell”有限元耦合模型,并将网格不敏感的结构应力法与涡激振动理论模型相结合,对相关的疲劳寿命公式拓展,提出适用于含焊缝的悬跨管道涡激振动的疲劳评价模型,使其具有海洋工程特色。结果表明:涡激振动导致的焊缝疲劳不仅取决于流速引起的涡激振动主导区间,而且还与海流流速的分布概率密切相关。在该小流速主导的海域中,由于顺流向涡激振动启动流速较低,更易被激发多模态的涡激振动,反而较横流向涡激振动更危险;横流向涡激振动虽然更剧烈,但启动流速较高,小流速的海况很难激发其响应。另外,该涡激响应的焊接疲劳评价模型具有很好的网格不敏感性,且主S-N曲线不存在选取的主观性,其评价结果可靠。因此,在工程上,可结合该网格不敏感的疲劳评价模型,提高海底管道设计的安全性和可靠性。
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关键词
悬跨管道
焊缝
涡激振动
结构应力
模态
主S-N曲线
网格不敏感性
疲劳
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职称材料
北部湾东侧莺东沙脊及其在管线工程中的负面作用
被引量：
2
2
作者
陈昌翔
曹立华
+3 位作者
庄振业
徐继尚
杨顺良
赵东波
《海洋地质前沿》
CSCD
2018年第4期49-55,共7页
北部湾东侧莺东潮流沙脊是整个琼西南沙脊群之一,沙脊从感恩角岸外发育最好,至东方岸外已趋缓和。根据海底特征,由海向岸分为深水平坦段、沙波沙脊段和近岸段共3个区段。沙波沙脊区段主要分布4条沙脊,这些沙脊大都呈NS或NW—SE走向,与...
北部湾东侧莺东潮流沙脊是整个琼西南沙脊群之一,沙脊从感恩角岸外发育最好,至东方岸外已趋缓和。根据海底特征,由海向岸分为深水平坦段、沙波沙脊段和近岸段共3个区段。沙波沙脊区段主要分布4条沙脊,这些沙脊大都呈NS或NW—SE走向,与主水流平行,呈不甚规则的长条状,长约45km,宽度较大。脊槽高差约20~30m,脊顶水深5~8m,沙脊槽向不对称,向海侧缓,向陆侧陡。成因上属于全新世低海面形成的连滨沙脊,受现代浪流修蚀改造而成。这些沙脊的基础部分基本稳定,只在暴风浪或强潮流情况下表面活动性泥沙做少量迁移。2003年铺设的东方1-1气田输气管线路由经过北部湾莺东沙脊。通过对中国海洋大学东方1-1海底管线多年调查资料分析认为,本区沙波沙脊海底管线被严重掏空,已发现的130余掏空悬跨点平均长达33m,深度最大可达1m。管线掏空可归因于底形特征动态变化和管线改变海底水动力环境的综合作用。
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关键词
北部湾
潮流沙脊
东方1-1海底管线
管线掏空
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职称材料
腐蚀条件下的海底悬跨管道振动分析
被引量：
1
3
作者
骆正山
王香红
《船舶与海洋工程》
2023年第3期7-12,共6页
为有效预测腐蚀条件下海底悬跨管道的涡激振动响应,基于Euler-Bernoulli梁理论和改进范德波尔尾流振子方程,引入裂纹梁的等效抗弯刚度,建立考虑腐蚀作用的海底悬跨管道涡激振动模型。运用该模型对海底悬跨管道进行振动分析,并将计算所...
为有效预测腐蚀条件下海底悬跨管道的涡激振动响应,基于Euler-Bernoulli梁理论和改进范德波尔尾流振子方程,引入裂纹梁的等效抗弯刚度,建立考虑腐蚀作用的海底悬跨管道涡激振动模型。运用该模型对海底悬跨管道进行振动分析,并将计算所得结果与通过有限元建立的腐蚀管道模型所得结果相对比,验证该模型的准确性。通过分析不同腐蚀深度下海底悬跨管道的涡激振动特性发现:考虑腐蚀作用的管道在固有频率、位移响应和应力响应等方面与完整管道差异较大,且随着腐蚀深度的增加,变化率逐渐增大;考虑腐蚀作用的管道在发生涡激振动时的不稳定性比未考虑腐蚀作用的悬跨管道更强。
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关键词
悬跨管道
涡激振动
腐蚀
Euler-Bernoulli梁理论
尾流振子
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职称材料
管道内输气液两相流振动实验设计
4
作者
马艳妮
杨帆
刁云飞
《石化技术》
CAS
2020年第8期67-68,共2页
本文以海底悬跨管道为研究对象,搭建管道内输气液两相流的实验平台,使用高速摄相机采集两相流在管内的流动行为,通过控制进气流量和进液流量绘制气液两相流流型,使用三维光学测量系统采集管道不同观测点的位移数据,重点分析段塞流对管...
本文以海底悬跨管道为研究对象,搭建管道内输气液两相流的实验平台,使用高速摄相机采集两相流在管内的流动行为,通过控制进气流量和进液流量绘制气液两相流流型,使用三维光学测量系统采集管道不同观测点的位移数据,重点分析段塞流对管道动力学行为的影响,为管道悬跨段预防损伤提供实验研究支持。
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关键词
悬跨管道
实验设计
平台搭建
两相流振动
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职称材料
题名
基于结构应力的海底管道悬跨段涡激振动的焊缝疲劳研究
1
作者
张龙
赵天奉
戴琳琳
机构
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
中石油吉林化工工程有限公司工艺室
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期1922-1930,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51679251).
文摘
针对涡激响应条件下海底悬跨管道传统焊接疲劳的局限性,本文根据实际海洋工况条件,建立全尺寸海底悬跨管道含焊缝的“Beam-shell”有限元耦合模型,并将网格不敏感的结构应力法与涡激振动理论模型相结合,对相关的疲劳寿命公式拓展,提出适用于含焊缝的悬跨管道涡激振动的疲劳评价模型,使其具有海洋工程特色。结果表明:涡激振动导致的焊缝疲劳不仅取决于流速引起的涡激振动主导区间,而且还与海流流速的分布概率密切相关。在该小流速主导的海域中,由于顺流向涡激振动启动流速较低,更易被激发多模态的涡激振动,反而较横流向涡激振动更危险;横流向涡激振动虽然更剧烈,但启动流速较高,小流速的海况很难激发其响应。另外,该涡激响应的焊接疲劳评价模型具有很好的网格不敏感性,且主S-N曲线不存在选取的主观性,其评价结果可靠。因此,在工程上,可结合该网格不敏感的疲劳评价模型,提高海底管道设计的安全性和可靠性。
关键词
悬跨管道
焊缝
涡激振动
结构应力
模态
主S-N曲线
网格不敏感性
疲劳
Keywords
suspended
-
span
pipeline
girth
weld
vortex
induced
vibration
structural
stress
mode
master
S-N
curve
mesh-insensitivity
fatigue
analysis
分类号
TE88 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
北部湾东侧莺东沙脊及其在管线工程中的负面作用
被引量：
2
2
作者
陈昌翔
曹立华
庄振业
徐继尚
杨顺良
赵东波
机构
中国海洋大学海洋地球科学学院
福建省海洋研究所
福建省海岛与海岸带管理技术研究重点实验室
出处
《海洋地质前沿》
CSCD
2018年第4期49-55,共7页
基金
国家海洋局公益性项目"海岛旅游海滩管理技术研究与应用示范"(201405037)
福建省海岛与海岸带管理技术研究重点实验室项目(CIMTS-2016-01)
文摘
北部湾东侧莺东潮流沙脊是整个琼西南沙脊群之一,沙脊从感恩角岸外发育最好,至东方岸外已趋缓和。根据海底特征,由海向岸分为深水平坦段、沙波沙脊段和近岸段共3个区段。沙波沙脊区段主要分布4条沙脊,这些沙脊大都呈NS或NW—SE走向,与主水流平行,呈不甚规则的长条状,长约45km,宽度较大。脊槽高差约20~30m,脊顶水深5~8m,沙脊槽向不对称,向海侧缓,向陆侧陡。成因上属于全新世低海面形成的连滨沙脊,受现代浪流修蚀改造而成。这些沙脊的基础部分基本稳定,只在暴风浪或强潮流情况下表面活动性泥沙做少量迁移。2003年铺设的东方1-1气田输气管线路由经过北部湾莺东沙脊。通过对中国海洋大学东方1-1海底管线多年调查资料分析认为,本区沙波沙脊海底管线被严重掏空,已发现的130余掏空悬跨点平均长达33m,深度最大可达1m。管线掏空可归因于底形特征动态变化和管线改变海底水动力环境的综合作用。
关键词
北部湾
潮流沙脊
东方1-1海底管线
管线掏空
Keywords
Beibu
Gulf
tidal
sand
ridge
Dongfangl-1
seafloor
pipeline
the
suspended
span
of
the
pipeline
分类号
P75 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
腐蚀条件下的海底悬跨管道振动分析
被引量：
1
3
作者
骆正山
王香红
机构
西安建筑科技大学管理学院
出处
《船舶与海洋工程》
2023年第3期7-12,共6页
基金
国家自然科学基金(41877527)
陕西省社科基金(2018S34)。
文摘
为有效预测腐蚀条件下海底悬跨管道的涡激振动响应,基于Euler-Bernoulli梁理论和改进范德波尔尾流振子方程,引入裂纹梁的等效抗弯刚度,建立考虑腐蚀作用的海底悬跨管道涡激振动模型。运用该模型对海底悬跨管道进行振动分析,并将计算所得结果与通过有限元建立的腐蚀管道模型所得结果相对比,验证该模型的准确性。通过分析不同腐蚀深度下海底悬跨管道的涡激振动特性发现:考虑腐蚀作用的管道在固有频率、位移响应和应力响应等方面与完整管道差异较大,且随着腐蚀深度的增加,变化率逐渐增大;考虑腐蚀作用的管道在发生涡激振动时的不稳定性比未考虑腐蚀作用的悬跨管道更强。
关键词
悬跨管道
涡激振动
腐蚀
Euler-Bernoulli梁理论
尾流振子
Keywords
suspended
span
pipeline
vortex-induced
vibration
corrosion
Euler-Bernoulli
beam
theory
wake
oscillator
分类号
U661.44 [交通运输工程—船舶及航道工程]
U661.5 [交通运输工程—船舶与海洋工程]
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职称材料
题名
管道内输气液两相流振动实验设计
4
作者
马艳妮
杨帆
刁云飞
机构
中国石油大学(华东)
出处
《石化技术》
CAS
2020年第8期67-68,共2页
文摘
本文以海底悬跨管道为研究对象,搭建管道内输气液两相流的实验平台,使用高速摄相机采集两相流在管内的流动行为,通过控制进气流量和进液流量绘制气液两相流流型,使用三维光学测量系统采集管道不同观测点的位移数据,重点分析段塞流对管道动力学行为的影响,为管道悬跨段预防损伤提供实验研究支持。
关键词
悬跨管道
实验设计
平台搭建
两相流振动
Keywords
suspended
span
pipeline
experimental
design
platform
construction
of
two-phase
flow
vibration
分类号
TE832 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于结构应力的海底管道悬跨段涡激振动的焊缝疲劳研究
张龙
赵天奉
戴琳琳
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
北部湾东侧莺东沙脊及其在管线工程中的负面作用
陈昌翔
曹立华
庄振业
徐继尚
杨顺良
赵东波
《海洋地质前沿》
CSCD
2018
2
下载PDF
职称材料
3
腐蚀条件下的海底悬跨管道振动分析
骆正山
王香红
《船舶与海洋工程》
2023
1
下载PDF
职称材料
4
管道内输气液两相流振动实验设计
马艳妮
杨帆
刁云飞
《石化技术》
CAS
2020
0
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职称材料
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